一种不同终端能力级间半静态资源调度方法与流程

文档序号:15626554发布日期:2018-10-09 23:07

本发明涉及LTE通信领域,尤其涉及一种McWiLL系统中不同终端能力级间半静态资源调度方法。



背景技术:

在无线通信系统中,由于可用的频率资源非常有限,为了能够充分的利用频率资源来为更多的用户服务,系统将无线资源共享给多个终端,每个终端都可以使用其中一部分进行数据的传输,这就需要系统统筹进行多个终端的无线资源占用情况,进行无线资源的调度。已有的调度技术中有两种调度方式:实时通知终端所占资源的动态调度,以及仅在资源变化时通知终端进行资源改变的半静态调度。

McWiLL无线通信系统即为一种半静态资源调度的通信系统,在McWiLL系统不断演进的过程中,系统可支持的频率带宽越来越大,由最初的5MHz系统演进为15MHz宽带系统。同时,支持McWiLL系统的终端也在不断升级,支持的带宽也在不断的扩展,最初的终端接入带宽仅为1MHz(后称1M窄带终端),后续新型终端能够支持5MHz的接入带宽(后称5M宽带终端)。其中每个1MHz带宽的又可称为1个子载波组(SCG,Sub Carrier Group)。为了能够做到后向兼容,需要McWiLL无线系统能够支持5M及1M终端这两种不同能力级的接入与业务进行需求。

现有的McWiLL系统已有一套保障用户业务服务质量(QoS,Quality of Service)的系统算法,通过周期性的资源重配,通知用户进行资源改变,在用户进行重配时,以满足用户重配请求的业务带宽为目的进行无线资源的分配。每个用户都具有自身的业务模板,模板中包括用户业务最小带宽的属性,当用户请求的业务带宽无法被当前的空闲无线资源所满足时,系统会以满足用户的业务最小带宽为目标进行无线资源的分配,若仍不满足,则需要其他用户进行资源的出让,来保障该用户在下次资源重配时能够获取到自身最小业务带宽的无线资源。

虽然已有的McWiLL无线系统已经能够支持5M终端基本的无线接入及业务进行需求,同时也兼容1M终端进行无线接入与进行无线数据语音业务,能够实现系统中不同终端能力级共存进行业务。然而当前的无线资源抢占算法仅仅能够实现1M终端给1M终端进行资源出让,5M终端给5M终端进行资源出让,对于1M终端与5M终端之间的资源出让,仍然采用的是先到先得的调度方法,这使得系统在有1M终端与5M终端共存时,用户的业务最小带宽有可能得不到保障,影响用户的业务体验。

而且,由于1M终端在接入后无法进行频域的切换,只能在当前的子载波组的1M带宽上进行业务,由于系统按照信噪比优先进行时频域资源的调度,对于5M终端,优先选择信噪比高,频谱效率好的时频域空口资源进行分配,这样就有可能使1M终端与5M终端都在系统带宽内特定的1M带宽上进行资源的分配,造成该1M带宽出现负荷较高,甚至触发资源的抢占,但是同时,系统其他带宽上仍有大量空闲资源可以被5M终端利用但并未被分配的情况。这种情况导致系统利用率无法达到最优,并且影响1M终端的业务QoS,成为了限制系统性能的关键因素,亟待进行解决。



技术实现要素:

为了解决背景技术提出的不同终端能力级用户共存于系统时有一方无法保障业务QoS的技术问题,本发明提出一种不同终端能力级间半静态资源调度方法,该方法包括:

各终端在资源重配时首先分配自身最小业务带宽所需的资源,如果该终端仍有剩余业务带宽请求,则根据系统内所有其他终端(包括相同能力级和不同能力级的终端)的资源缺口确定自身能够继续分配的资源上限。

优选的,对于窄带终端,将该窄带终端所在频域范围的空闲资源减去宽带终端的资源缺口,若结果值为正值,则该值作为该窄带终端能够继续分配的资源上限,若结果值为负值或零,则该窄带终端不能继续分配资源。

优选的,对于宽带终端,首先将各窄带终端所在频域范围的空闲资源减去各窄带终端的资源缺口得到各窄带终端所在频域范围的可分配资源,其中如果所述可分配资源为负值则直接替换为零值,然后将所有窄带终端的所在频域范围的所述可分配资源的总和作为该宽带终端能够继续分配的资源上限。

优选的,上述方法还包括:宽带终端在分配资源前判定系统内各个子载波组的资源饱和状态,若子载波组内空闲资源能够满足窄带终端的资源缺口,则认为该子载波组处于非抢占状态,反之则处于抢占状态,所述子载波组为窄带终端所在频域范围;宽带终端优先在非抢占状态的子载波组上分配资源,其次再在抢占状态的子载波组上分配资源,若非抢占的子载波组数量多于1个,则按照最大吞吐率策略选出最优的子载波组进行资源分配,若在非抢占状态的子载波组上分配资源后使当前子载波组状态由非抢占状态变为抢占状态,则停止在当前子载波组上继续分配,另行选择其他非抢占状态的子载波组继续分配,若无处于非抢占状态的子载波组,则在所有子载波组中按照最大吞吐率策略进行资源分配。

优选的,上述McWiLL系统的总带宽为5MHz,上述窄带终端为1M窄带终端,上述宽带终端为5M宽带终端。

本发明提供的资源调度方法,实现了系统内不同带宽能力级的终端进行相互之间的无线资源抢占与出让,使系统无线资源能够进行更加精确的调度,满足所有不同带宽能力级用户的业务QoS,同时最大化系统空口的资源利用率。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例;需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

McWiLL系统中每个用户终端在自身资源重配时,将优先分配自身最小业务带宽所需的资源,若该部分资源被满足,但用户终端仍有剩余业务带宽请求,则需考虑当前系统状态,计算系统内的资源缺口情况,根据计算结果确定自身是否还可以继续进行分配空口资源,以及能够继续分配多少空口资源。通过这种方案,就能够实现用户在重配时的资源出让与资源抢占。本实施例以1M终端和5M终端这两种能力级终端为例,为了实现1M终端与5M终端间的资源抢占,就需要1M终端在资源重配时能够考虑5M终端的资源缺口,反之亦然。

本实施例假设McWiLL系统带宽为5MHz,整个带宽包括SCG1~SCG5共5个子载波组。用户A为1M终端,业务最小带宽为500Kbps;用户B为1M终端,业务最小带宽为400Kbps;用户C为5M终端,业务最小带宽为4Mbps。具体实施步骤如下:

(1)用户A接入系统,请求业务速率设为1Mbps,无线资源分配结果为,占用SCG1的全部30个子信道(子信道是空口资源的最小单位),,业务速率1Mpbs,其中,为保障业务最小带宽的子信道数为15个。

(2)用户B接入系统,请求业务速率设为1Mbps,分配结果也满足需求,占用SCG2的全部30个子信道,业务速率1Mpbs,其中,为保障业务最小带宽的子信道数为12个。

(3)用户C接入系统,请求业务速率设为5Mbps。此时,由于用户A、B已占用了SCG1和SCG2,当前空闲的系统资源仅剩其他3个SCG对应的90个子信道,最多分配3Mbps的资源。所以,用户C的分配结果为90个子信道,业务速率为3Mbps,不满足其最小业务带宽,记录下系统内5M终端存在1Mbps的资源缺口。

(4)用户A资源重配,请求业务速率不变。在分配完自身最小带宽占用15个子信道后,发现系统内存在5M终端的资源缺口,需要30个子信道,但SCG1当前仅剩15个子信道,计算后终端A可以继续分配的子信道数为0,即无法继续分配。所以,终端A重配的结果为占用SCG1的15个子信道,业务速率500Kbps。

(6)用户B资源重配,请求业务速率不变。在分配完自身最小带宽占用12个子信道后,发现系统内存在5M终端的资源缺口,还需要15个子信道,SCG2目前剩18个子信道,计算后终端A可以继续分配的子信道数为3。所以,终端B重配的结果为占用SCG2的15个子信道,业务速率为500Kbps。

(7)用户C资源重配,请求业务速率不变。分配除了已经占用的90个子信道,还有终端A、B出让的30个子信道,共120个子信道,业务速率4Mbps,满足了自身业务最小速率,清除系统5M终端的资源缺口。

通过以上步骤可以看到,1M终端在资源分配时考虑5M终端的资源缺口可以为5M终端出让资源。本实施例中,终端A、B成功给5M终端C出让了无线资源,满足了终端C的最小业务带宽,保障了终端C业务的正常进行。

实施例2

本实施例假设McWiLL系统带宽为5MHz,整个带宽包括SCG1~SCG5共5个子载波组。用户A为1M终端,业务最小带宽为500Kbps;用户B为1M终端,业务最小带宽为400Kbps;用户C为5M终端,业务最小带宽为3Mbps。

5M终端在资源重配时也必须考虑1M终端的资源缺口,首先计算各SCG的可分配资源(用空闲资源减去1M终端的资源缺口,如果小于零则直接替换为零),然后将所有5个SCG的可分配资源的总和作为5M终端能够继续分配的资源上限。

5M终端在资源分配时,采用的是最大吞吐量资源分配策略,即优先选择信噪比好的时频域资源,那么可能先在资源已经饱和的SCG上进行资源分配,此时,可能会出现个别SCG资源紧张,但另外的SCG却有空闲资源没有使用的情况,不仅无法保障资源紧张的SCG上1M终端的最小业务带宽需求,还使系统资源利用率无法达到最优。因此,在5M终端的资源分配时,可以添加如下分配限制:

5M终端在分配资源前判定系统内5个SCG的资源饱和状态,若SCG内空闲资源能够满足系统1M终端的资源缺口需求,则认为该SCG处于非抢占状态,反之,则处于抢占状态。5M终端分配资源优先在非抢占状态的SCG上进行,其次再在抢占状态的SCG上分配资源。若非抢占状态的SCG数量多于1个,则按照最大吞吐率策略选出最优的SCG进行资源分配。若在非抢占状态的SCG上分配资源后使当前SCG状态由非抢占变为抢占,则停止在当前SCG上继续分配,另行选择其他非抢占状态的SCG继续分配。若无处于非抢占状态的SCG,则在所有SCG中按照最大吞吐率策略进行资源分配。

本实施例具体实施步骤如下:

(1)用户C接入系统,请求业务速率设为5Mbps;由于当前系统空闲无用户接入,C可以使用所有空闲资源。无线资源分配结果为,占用5个SCG上的150个子信道资源,业务实际速率为5Mbps,满足需求,其中业务最小带宽占用了90个子信道。

(2)用户A接入系统,请求业务速率设为1Mbps;由于当前系统资源已被用户C占用,故用户A仅能使用为接入预留的业务信道,分配结果为,占用SCG3的2个子信道,业务速率68Kbps。不满足自身的业务最小带宽速率,记录下SCG3上1M终端系统带宽缺口为432Kbps。

(3)用户B接入系统,请求业务速率设为1Mbps;由于当前系统资源已被用户C占用,用户B只能选择接入的SCG4上的两个为接入预留的子信道。分配结果为占用SCG4的两个子信道,业务速率68Kbps。不满足自身业务最小带宽速率,记录SCG4的1M终端系统带宽缺口为332Kbps。

(4)用户C资源重配,请求业务速率不变。由于用户A、B的接入,使SCG3、SCG4的状态变为了抢占状态,用户C优先分配其他SCG的90个子信道资源,满足了自身业务最小带宽。分配完成后当前系统可分配资源的SCG已无非抢占的SCG,且继续分配SCG3、4时需要考虑系统缺口。在SCG3上,由于系统1M带宽的资源缺口需要15个子信道,所以5M终端可以分配的子信道数为30-15=15个子信道。在SCG4上,由于存在1M带宽的资源缺口需要12个子信道,所以5M终端可以分配的子信道数为30-12=18个子信道。5M终端还可以继续分配15+18=33个子信道,最终,用户C分配总子信道数为123个,业务速率4.102Mbps,满足业务最小速率。

(5)用户A资源重配,请求业务速率不变。在SCG3上,由于用户C重配出让了15个子信道,用户A重配时可以使用。最终分配结果为:用户A占用SCG3的15个子信道,业务速率为500Kbps,满足了自身业务最小带宽。

(6)用户B资源重配,请求业务速率不变。在SCG4上,由于用户C重配出让了12个子信道,用户B重配时可以使用。最终分配结果为:用户B占用SCG4的12个子信道,业务速率为400Kbps,满足了自身业务最小带宽。

通过以上步骤可以看到,宽带用户资源分配时限制分配顺序可以间接达到为窄带用户出让资源的目的。本实施例中,5M终端出让已占用的无线资源给1M终端使用,保障了系统内终端各自的业务QoS。

本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

再多了解一些
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